王琦，彭良福

( 西南民族大学 电子信息工程学院, 成都 610041 )

0 引 言

目前，时间频率标准以原子钟为主. 但是铯钟和氢钟价格昂贵、体积偏大，对使用环境也有较高要求.又有许多在实际应用场景要求高精度的时间频率标准，如高速交通网、金融以及电力网，其中电力传输网要求时刻准确度优于±1 µs，高速数字通信系统优于±0.5 µs，二级频标即可满足需求[1-2]. 因此具有价格便宜、体积更小的晶振有突出的优势[3]. 但是晶振受老化、温度影响产生的频率偏移，使得准确度不断下降，随着时间的推移逐渐满足不了用户需求. 所以，通过GPS/BDS 接收机输出的秒脉冲(1 pps)信号校正晶振输出，使晶振与卫星保持同步，补偿频率偏移，使用户的时间频率精度需求得到满足.

卫星信号在传输过程中受电离层、多径等因素的影响存在约 ±50 ns 的随机抖动，在相位上还存在跳变[4-5]. 因此，本文着重研究消除抖动的滤波算法和抵抗跳变的控制算法. 经卫星信号驯服校正后的晶振输出信号与铯钟对比，评估驯服有效性.

1 驯服系统

驯服系统框图如图1 所示，GPS/BDS 双模接收机输出卫星1 pps 信号送入现场可编程逻辑门阵列(FPGA). 晶振输出的10 MHz 信号送入FPGA，经分频得到晶振1 pps，随后和卫星1 pps 先后输入鉴相芯片，得出的相位差返回处理器. 相位差中仍包含有跳变和随机抖动，通过NIOS 软核处理器对该相位差做中位值平均滤波和卡尔曼滤波处理. 根据滤波后的相位差使用带死区的增量式PID 算法计算频偏补偿量，控制数字模……